Датчик температуры

 

Изобретение относится к термометрии и обеспечивает повышение точности измерения при термостатировании кварцевых резонаторов. Контроль температуры осуществляют термопреобразователем разборной конструкции, геометрические размеры которого, количество ножек, электрических выводов, их расположение соответствуют кварцевому резонатору и который состоит из терморезистора 3, корпуса 1 и основания 5, выполненных из текстолита или стеклотекстолита, электрических выводов 7, выполненных из манганина или константана, ножек 4, выполненных из никеля или ковара, внутреннего теплоизолирующего слоя 2, выполненного из пенопласта или пенополиуретана. Варьируя материал и толщину теплоизолирующего слоя 2, длину и толщину выводов 7, имитируют тепловое сопротивление между кварцевым резонатором и термостатируемым объемом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИН (51)5 G 01 К 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 кварцевых резонаторов. Контроль температуры о существляют термопреобраэо в ат ел ем р аз борной конструкции, гео. метрические размеры которого, количество ножек, электрических выводов, их расположение соответствуют кварцевому резонатору и который состоит из терморезистора 3, корпуса 1 и основания 5, выполненных иэ текстолита нли стеклотекс-: толита, электрических выводов 7, BbIIIoJI ненных из манганина или константана, ножек 4, выполненных иэ никеля или ковара, внутреннего теплоизолирующего слоя 2, выполненного иэ пеноплас" та или пенополиуретана. Варьируя ма- . териал и толщину теплоизолирующего слоя 2, длину и толщину выводов 7, имитируют тепловое сопротивление между кварцевым резонатором и термостатируемым объемом. 1. ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ(ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4295076/24-10 (22) 11,08, 87 (46) 15,07. 90.Бюл, М 26 (72) Е, В.Бондаренко (53) 536. 531 (088. 8) (56) Пекарь И. К., Ярославский М,И, Температурочувствительные кварцевые резонаторы для температурных измерений. — Заводская лаборатория, 1971, У 8, Бондаренко E.Â. и Кравец Э.Ф, Измерение температуры в термостатах для кварцевых резонаторов. — Вопросы радиоэлектроники, сер.ТРТО, 1977, вып. 1, с. 95" 100. (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии и обеспечивает повыщение точности измерения при термостатировании

„„SU„„1578514 А 1

1578514

1 1

К +К +К

К2

45 где теплОВые сопрОтивлениЯ R I и Rz и И( последовательные Кз. К, R3 также последовательны; R с К и К пар алл ел ьны.

Суммарное тепловое сопротивление для вакуумированного кварцевого резонатора типа С1, определенное расчетным путем, составляет 137 С/Вт. Следовательно, материалы для конструкции датчика-имитатора должны подбираться такими, чтобы суммарное тепловое сопротивление датчика максимально приближалось к этой величине.

Изобретение относится к термометрии, а именно к контролю температурного режима в прецизионных устройствах термостатирования для кварцевых резонаторов, Цель изобретения - повышение точности измерения при термостатировании кварцевых резонаторов, На чертеже изображен предлагаемый датчик, Датчик содержит корпус 1, теплоизолирующий слой 2, термочувствительный элемент 3, (полупроводниковый термореэистор типа NNT-13), ножки 4, основание 5 корпуса и соединительные проводники 6., подсоединенные к выводам 7 терморезистора.

Выбор материалов датчика, а также материалов соединения медных выводов 20 термочувствительного элемента с наружными выводами датчика (никелевыми ножками) определен необходимостью: имитации этими материалами общего теплового сопротивления в кварцевом резонаторе.

Датчик работает следующим образом, Тепловое сопротивление датчика температуры определяется следующими сос-. тавляющими: тепловым сопротивлением

R< корпуса, сопротивлением Rz теплоизолирующего слоя и сопротивлением

К 3 Выводов у состоящих из медных ВыI водов сопротивлением R терморезис1 35 тора, сопротивлением К " никелевых наружных выводов (ножек) датчика и

/Н сопротивлением R соединительных проводников

Суммарное тепловое сопротивление датчика температуры рассчитывают по формуле

Расчеты тепловых сопротивлений для различных кварцевых резонаторов показали, что для достижения желаемой имитации необходимы материалы со следующими значениями удельных теплопроводностей: теплоизолирующий слой— Х = 0,033-0,035 Вт/м K корпус

11 = 0,23-0,3 Вт/м К, соединения выводов терморезистора с ножками— — 22-23 Вт/м К, Такие значения удельных теплопроводностей имеют следующие материалы: корпус — слоистый прессованный пластик на основе бумаги или ткани, пропитанных термореактивным связующим, теплоиэолирующий слой — жесткий пенополиуретан на основе простых полиэфиров, соединение

BbIBopoB терморезистора с ножками провод из сплава на основе меди, никеля, марганца. Применение соединитель- ных проводов с низкой теплопровод- ностью позволяет в сумме общего теплового сопротивления датчика температуры компенсировать неточность имитации вакуумной прослойки теплоизоляционными материалами.

Суммар «ое тепловое сопротивление

К В образце и в модели определяется иэ (1) выражением

Rb Км

R =

К(+ Км

При этом Кр образца — кварцевого резонатора (вакуум + стекло) больше, чем R g модели —. датчика-имитатора (теплоизоляционный материал ), поэтому К модели заведомо подбирается на соответствующую величину больше, чем К „, образца, В предлагаемом датчике последнее достигается выполнением соединения выводов термореэистора с наружными выводами-ножками тонким проводом из металла с большим удельным сопротивлением.

В примере конкретного выпоЛнения корпус 1 датчика выполнен из текстолита, о = 1 мм, основание 5 — из текстолита, о = 3 мм, теплоизолируюIIIIIH слой 2 — из пенополиуретана ППУ101, ножки 4 — из никеля, диаметром

1 мм, соединительные проводники 6из константана, диаметром 0,3 мм, выводы терморезистора 3 — из меди, диаметром 0,4 мм и длиной 5 мм, /

Применение указанных материалов и выполнение соединения корпуса с основанием с помощью резьбы позволили исключить запайку вакуумированного

Составитель Н, Соловьева

Редактор А.Ревин Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская

Заказ 1907 Тираж 508 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 15785 баллона при высокой температуре, исключить нестабильную вакуумную прослойку, что повысило точность и стабильность датчика. В предлагаемом датчике температуры исключены недостатки, присущие известному устройству аналогичного назначения в виде вакуумированного термопреобразователя, при этом отсутствие вакуу-. мированного баллона исключает процесс его высокотемпературной запайки, приводящий к старению материала полупроводникового термореэистора и дальнейшей нестабильности его работы, что существенно повышает точность. работы датчика в течение длительного времени, величина теплового сопротивления, определенная теплоиэоляционными свойствами материалов, ис- 33 пользуемых в конструкции датчика, а не степенью вакуумирования баллона, меняющейся со временем в- связи с присутствием "газящего элемента— термореэистора, является постоянной 25 и не вносит со временем дополнительной методической погрешности измерения, кроме того, технология изготовления датчика проста и не требует дорогостоящего оборудования, за

При .измерении датчик-имитатор кварцевогого р ез он атор а (как своими геометрическими размерами и контактными сое14 6 динениями, так и тепловыми связями) помещают в рабочий объем термостата.

Выводы датчика подсоединяют к вторичному измерительному прибору, по которому производят отсчет показаний, Датчик температуры позволяет повысить точность температурного контроля устройств термостатирования кварцевых резонаторов на величину порядка (О, 1-0, 13) С. Погрешность измере

0 ния составляет 0,055 С.

Формула изобретения

Датчик темпер атуры, выполненный в виде имитатор а кварце во го рез онатора, и содержащий корпус с размещенным внутри него термочувствительным элементом, подсоединенным своими выводами, через соединительные проводники, к ножкам датчика, закрепленным в основании корпуса, и отделенным от корпуса теплоиэолирующим слоем, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения при термостатировании кварцевых резонаторов, в нем теплоизолирующий слой выполнен из пенополиуретана на основе простых полиэфиров, корпус — из текстолита или стеклотекстолита, а соединительные проводники — из канстантана или манганина, при этом в основании корпус выполнен разъемным по резьбе,